Чертежи и инструкция по изготовлению своими руками механического дровокола

Не за горами осень. И, если ваша дача отапливается твёрдотопливным котлом, самое время подумать о заготовке дров. При большом объёме отапливаемых помещений механизированная заготовка явно предпочтительнее по производительности, чем обычный топор. Гидравлический дровокол (или, иначе, гидравлический колун) – хорошее решение проблемы.

Зачем нужны дрова – повышение качества топлива

В современном мире довольно много источников энергии:

1. Природный газ доступен на обширных территориях. Достаточно открыть горелку и зажечь, как появляется синеватый огонек, который выделяет значительный тепловой поток.
2. Жидкое топливо, подаваемое через форсунки, горит ярким красным или желтоватым пламенем. Даже в тепловых машинах применяют разные виды жидких энергоносителей.
3. Уголь и продукты его переработки имеют продолжительный цикл горения. Красноватое пламя долго отдает тепло не только конвекцией, мощный поток теплового излучения поступает на все окружающие предметы.
4. Дрова – были первыми доступными источниками тепла. Актуальными они остаются и в настоящее время.

Во многих домах используется печное отопление. Бани и сауны, рекламируя свои услуги, указывают, что в качестве источника тепла используют дрова определенных пород деревьев. Приготовление пищи на открытом воздухе традиционно предусматривает использование древесины в технологии тепловой обработки продуктов.

Использование других методов

Может возникнуть вопрос : “а почему бы просто не порезать дрова бензопилой”. Это хоть и вариант, но бензопила предназначена для другого. Её устройство не подразумевает точное и качественное исполнение обработки деревянных валунов. Суть вопроса в том , что с помощью бензопилы производят именно поперечное разрезание древесины, а твёрдые и тяжёлые поленья – это из другой области.

Вопрос того хорошо ли использовать тяжёлые молоты и толстые клинья подпадает под ту же категорию ответа. Производительность такого действия, в принципе гораздо выше, нежели у работы с использованием бензопилы, но, тем не менее эффективность данный способ показывает не столь великую и ваши дела, которые вы хотите исполнить помимо колки дров придётся отложить на потом. Потому что исполнение работы с колкой использованием молота и клиньев займёт слишком много времени у вас.

Свежие записи

Бензопила или электропила — что выбрать для сада? 4 ошибки при выращивании томатов в горшках, которые совершают почти все хозяйки Секреты выращивания рассады от японцев, которые очень трепетно относятся к земле

Теоретические основы теплотехники – сгорание твердого топлива

Чтобы легче поджечь дерево, его нужно расщепить на сравнительно небольшие фрагменты. После раскалывания чурбаков на отдельные поленья увеличивают поверхность контакта горючего материала с воздухом. В результате мгновенная теплоотдача внутри топки возрастает пропорционально площади горения. Поэтому процедура колки дров – это прием, позволяющий повысить эффективность использования топлива.

Внимание! Расколотые на поленья дрова укладывают в поленницы. В них происходит их высушивание. Влага, находящаяся внутри древесины, интенсивно испаряется. Видимая теплота сгорания повышается, так как не нужно тратить энергию на испарение жидкости, располагающейся в межклеточном пространстве.

В теплотехнике для характеристики топлива введены понятия:

• Высшая теплота сгорания, подразумевающая суммарную теплоту, выделяемую при сгорании конкретного типа горючего вещества.
• Низшая теплота сгорания – фактическое количество теплоты, в котором учитываются затраты энергии на нагрев топлива, удаления из него в процессе горения ингредиентов, не участвующих в самом процессе.

Поэтому сушка дров – это прием, улучшающий характеристики топливного элемента. Предварительное измельчение повышает эффективность высушивания дров, а в дальнейшем и горения в печи или ином устройстве для сжигания твердого топлива.

Особенности изделия

В хозяйстве дровокол всегда пригодится, его можно как купить в готовом виде, так и смастерить своими руками, используя подручные материалы. Готовые варианты усовершенствованы, здесь имеется ряд дополнительных функций, позволяющих за короткое время наколоть максимум дров.

Установок, работающих в автоматизированном формате, много. Это хорошо, ведь можно не тратить время на работу, а запустить машину, которая всё сделает сама. Специалисты выделяют несколько признаков, за которыми можно распределить механизмы на категории:

1. По способу укладки бревен машины могут быть вертикальными и горизонтальными. Отвесные конструкции считаются более мощными и выносливыми, поскольку могут за короткий период обработать даже толстую колоду. Если же полена кривые или имеют на себе много неровностей, то лучше отдать предпочтение горизонтальному механизму.
2. Максимальное количество укладываемых дров. В зависимости от этого критерия оборудование можно поделить на технику для домашнего применения и для промышленных масштабов.
3. Типы привода. Для домашнего использования подойдёт станок с маленький мощностью электрического типа.

В данном видео рассмотрим гидравлический дровокол:

Процесс раскалывания древесины

Колоть дрова можно разными способами. Традиционно принято производить удары топором, стараясь расщепить отпиленный фрагмент бревна, нанося удар по торцевой части.

Тяжелый клин (топор имеет клиновидную форму) внедряется в тело чурбака. Если попадается древесина без сучков и рыхлой структурой, то даже при сравнительно небольших физических затратах произойдет внедрение клина внутрь. Тангенциальные усилия раздвинут волокна, произойдет раскалывание тела на две составляющие.

Если угол при вершине сделать небольшим, то клиновидное тело будет глубоко проникать внутрь, но величина тангенциальных сил окажется небольшой. Разрушающего усилия окажется недостаточно. Топор будет заклинивать в образующейся щели.

При образовании менее острого угла, касательные силы окажутся более значимыми. Они сумеют расколоть древесину.

В лабораториях проводится изучение реологических свойств разных пород дерева. Вязкость зависит от многих факторов. Установлено, что для большинства видов древесины желательно иметь клин с углом при вершине 25…30 °. У подобного режущего инструмента рубящие свойства оказываются наилучшими по раскалывающим свойствам.

При медленном проникновении клина определяющими становятся не накопленная в результате замаха и последующего удара кинетическая энергия. Процесс происходит внедрением в пластическое тело, где при достижении определенных значений происходит разрыв связей между волокнами.

Исследования показали, что для дровоколов угол при вершине должен быть 30…38 °. Тогда проникновение клина будет сопровождаться разрыванием связей при меньших усилиях. Только некоторые породы будут оказывать сопротивление: вяз, клен, яблоня, вишня.

Для сосны, дуба, ясеня и ряда других пород достаточно небольшого внедрения в тело. Разрыв связей происходит довольно легко.

На величину сил влияет и длина чурбака. Чем он короче, тем меньшее сопротивление оказывает дерево при раскалывании. Обычно длину определяет глубина топки – дрова должны помещаться внутри печи так, чтобы можно закрывать дверку.

Механические помощники для раскалывания дров

Ряд предприятий металлообработки изготавливают дровоколы. По принципу действия их делят на несколько типов:

1. Колуны – установки рубящего действия. Осуществляется постановка чурбаков на специальные опоры, а затем наносятся удары утяжеленным долотом.
2. Клин для рубки ставят неподвижно, на них опирают раскалываемые предметы. Удары наносят тяжелыми кувалдами, раскалывание выполняется при прохождении через пассивный рабочий орган.
3. Давилки – это установки с механическим приводом толкателя. Бревно укладывается на ложе, а потом его проталкивают через плоский или крестообразный нож.
4. Винтовые разрушители внедряются внутрь слоистого материала. Проникая глубже, расщепляют даже прочную и свилеватую древесину.

Инструкции по технике безопасности

При работе с механическими устройствами любого типа всегда существует риск получения травмы. При использовании самодельных дровоколов этот риск зачастую не уменьшается, а увеличивается. Всегда и при любых условиях не стоит забывать о технике безопасности. При использовании механического дровокола:

• для того чтобы максимально обезопасить себя от всевозможных травм, попадания опилок или щепок в глаза, необходимо работать в защитной одежде, обуви, очках и защитной каске;
• древесина, задействованная в переработке, должна быть прочно установлена и закреплена в желобах или специальных углублениях;
• не стоит работать в условиях плохой видимости или на скользкой поверхности;
• все элементы механического дровокола должны быть прочно сварены и закреплены между собой;
• колун или резак не должны иметь сколов и трещин;
• не следует заниматься заготовкой дров в непосредственной близости от других людей;
• важно внимательно следить за состоянием используемого инструмента.

При использовании механизмов с электрическим приводом в первую очередь следует уделить внимание электрической части, а также:

• проводка должна соответствовать нужному сечению кабеля и не греться во время пользования инструментом;
• все используемые части – розетки, электрические вилки, пусковая аппаратура – не должны иметь видимых повреждений и быть запитанными в электрическую сеть согласно стандарту;
• все движущиеся элементы механизма должны быть огорожены защитным кожухом и решеткой во избежание попадания в них рабочей одежды, волос и прочего;
• рабочая одежда должна быть плотной, быть заправленной, целостной и не иметь провисаний;
• при пользовании ремнем свободный остаток лучше всего заправить;
• очки и перчатки должны быть целостными, очки должны иметь хороший обзор.

Дровоколы стали незаменимыми помощниками при заготовке большого количества дров. Они во много раз экономят время и силы человека, и не требуют затрат значительных средств при собственноручном изготовлении в отличие от заводских образцов. Но не стоит забывать, что в разумных объемах физический труд облагораживает и воспитывает волю человека. Поэтому иногда приятней и полезней выполнить небольшую часть заготовки дров обычным топором.

Рубка древесины клиновыми устройствами

Клинья являются самыми простыми устройствами для рубки дерева. В них уровень механизации труда минимальный. Основная задача приспособления – это ориентированная фиксация чурбака относительно режущих кромок. Удары наносит сам пользователь, размахивая тяжелым молотком или кувалдой.

В колунах движение клинового топора выполняется по постоянной траектории. Объект обработки ставят на неподвижную площадку. Чтобы сила удара была максимальной, массу исполнительного механизма увеличивают.

Для смягчения работы устройства его комплектуют мощными пружинами. Они смягчают удар в конечной точке, не позволяя клину касаться опор (предотвращают притупление клина). Попутно пружины помогают пользователю поднимать тяжелый нож для нанесения очередного удара.

В стабильном положении вся система находится в уравновешенном состоянии. Момент, создаваемый весом груза G, расположенном на плече L₁, уравновешивается силой пружины F на плече L₂.

G·L₁ = F·L₂

Удобнее всего использовать пружины от автомобиля. Для стандартных авто начальная величина сжатия составляет F = 8 кН (800 кГ). Плечо L₁ = 2,0 м. Приняв плечо L₂ = 0,3 м, получится вес груза G = 300 кН (30 кГ). Пружинный механизм работает довольно мягко, хотя действие дровокола основано на ударах по разрубаемым чурбакам.

Человек приподнимает груз от уровня пояса на 0,5…0,6 м. В дальнейшем производится отпускание клина. Он падет и разбивает чурбак. Если полного разрушения не произошло, то приходится поднимать колун и чурбан. При последующих ударах действует вес всей системы, удар получается сильнее. Даже сучковатые обрезки разбиваются при многократном ударении.

Механизмы подачи бревна на расщепление

Дровоколы, в которых реализуется принцип продавливания через неподвижные ножи, механизируют основной технологический процесс: раскалывание чурбаков на отдельные фрагменты. По типу привода толкателя принято определять:

• Гидравлические, в них толкатели связаны со штоками гидроцилиндров. Насосом создается давление в масле, которое передается внутрь механизма. Это самые простые конструкции, так как гидроприводные устройства не имеют дополнительных преобразователей энергии.

• Инерционные используют вращающиеся массы. Накопленная маховиками энергия преобразуется в поступательное движение толкателя. Устройства используют специальные муфты сцепления, включаемые оператором после установке на ложе фрагмента бревна.

• Реечные механизмы используют преобразователь из вращательного в поступательное движение с использованием зубчатого колеса и рейки с зубьями. В нужный момент шестерня поворачивается до зацепления с зубьями исполнительного устройства. Толкатель передвигает чурбан на неподвижные ножи. Он раскалывается на меньшие по размеру элементы.

• Кривошипно-шатунный механизм из редуктора получает крутящий момент. Он преобразуется в поступательное перемещение толкателя. Включение (выключение) регулируется постоянно разомкнутой муфтой сцепления. В нужный момент оператор включает сцепление, кривошип начинает вращаться, заставляя шатун перемещаться поступательно. Цикл завершается возвращением кривошипа и шатуна в исходное положение.

• Разъемной гайкой и ходовым винтом. Включается двигатель, вращение вала передается на ходовой винт. В нужный момент разъемная гайка соединяется, вращающийся вал перемещает ее, действуя на толкатель. Для возврата меняют направление вращения вала (используется зубчатая передача обратного вращения).

Преимущества

Аппарат для колки дров подобного типа, даже если сделан вручную с учетом соблюдения всех технических и эксплуатационных норм, обладает следующими преимуществами:

• прост и надежен в работе;
• долговечен;
• может функционировать с приводом как в 220 В, так и в 380 В и выше;
• для комбинированных конструкций приемлемы любые условия работы;
• вид древесины не имеет значения, сила раскола составляет до 14 т;
• обладает двойной степенью защиты, предохранительной муфтой и тепловым реле;
• потребляет мало энергии – не более 1,5 кВт в час, при этом расход бензина составляет 500 г;
• раскол полена длиной 60-70 см осуществляется в среднем за 1,5 минуты;
• по производительности не уступает промышленному гидравлическому оборудованию.

Винтовой дровокол

Подобные устройства не обладают высокой производительностью, но они занимают сравнительно немного места. Их устанавливают в дровяниках (помещениях для хранения дров). Там же производят раскалывание брусков на небольшие поленья и щепу.

В состав станка входят:

1. Электродвигатель, от него крутящий момент передается на исполнительный механизм.
2. Ведущий и ведомый шкивы с клиновым ремнем, понижающая клиноременная передача помогает увеличить крутящий момент, а также снизить частоту вращения на основной детали устройства.
3. Конус является основным рабочим органом. На конической поверхности нарезана упорная коническая резьба. При вращении внутри разрушаемого тела коническая винтовая часть врезается глубже, подтягивая полено к опоре.
4. Клин – это вспомогательное приспособление, которое помогает разрушить притянутую деталь.

Механизм простой, управляет им один человек. В процессе работы приходится подавать чурбак на конус. Его конструкция сложнее. Нарезается упорная резьба с шагом 7 мм.

Плюсы и минусы самодельных моделей

Рассмотрим несколько наиболее успешных моделей механических дровоколов, которые просты в изготовлении, удобны в использовании, безопасны и способны максимально упростить процесс переработки древесины в дрова. Механические дровоколы подразделяются на несколько видов. Рассмотрим их положительные стороны и недостатки.

Механизированный дровокол

Несложный вариант самодельного дровокола с простейшим приводом, изготовить который проще всего, так как он не требует больших денежных затрат. Даже в том случае, когда необходимых деталей не найдется, их приобретение не составит особенного труда. Однако наибольшую пользу такое устройство принесет только при минимальной потребности в дровах. Минусами такого дровокола являются длинная ручка, на которую крепится резак, и немалые усилия. Но даже такой примитивный механический дровокол способен заметно облегчить труд по заготовлению дров.

Пружинный прижимной дровокол

Прижимной или пружинный дровокол подразумевает под собой определенные затраты на материалы для изготовления, но значительно снизит нагрузку на мускулы работника. Механика остается прежней, но к стойке добавляют полку для пружины. Пружина должна не деформироваться при сжатии и иметь определенную упругость (рис. 2). Высота станины такого дровокола обычно 65-80 см. Конструкция нехитрая, занимает немного места, но имеет свои недостатки:

• такой дровокол требует комплексной работы с ударным инструментом, что повышает риск получения травмы;
• он значительно облегчает, но не сводит усилия при заготовке дров к минимуму.

Вертикально-инерционный дровокол

Еще один простой вариант механического дровокола. Плюсами такого дровокола служат простота изготовления и дешевизна материала. А также этот дровокол приятно облегчит работу с мягкими породами древесины. Минусов у такого дровокола немного — он бесполезен для работ с вязкими разновидностями дерева, так как колун будет вязнуть в полене и достать его, учитывая малые размеры дровокола, будет проблематично.

Электромеханический дровокол

Для того чтобы максимально облегчить свой труд в процессе превращения древесины в твердое топливо посредством применения механического дровокола, возможно установить на него электрический привод, как это показано на фото (рис. 4). Однако изготовление такого дровокола требует определенных затрат, знаний в электромеханике, умения читать чертежи и применения электросварки.

Пошаговое руководство по изготовлению пружинного дровокола

Для выполнения работы потребуются инструменты:

• УШМ (болгарка) с набором отрезных дисков и зачистных лепестковых кругов.
• Сварочный аппарат, современные бытовые устройства инверторного типа для сварки стальных конструкций сравнительно небольшие по массе. Процесс выполняется на постоянном токе, поэтому сварные швы получаются аккуратными, расплавленный металл электрода полностью заполняет стыки между деталями.
• Струбцины помогут соединять свариваемые детали.
• Мерительный и разметочный инструменты помогут изготавливать заготовки будущей конструкции.

Нужны материалы:

1. Швеллер №№ 10…16 (номер определяет высоты выраженную в сантиметрах).
2. Профильная труба 40·60 мм (30·60 мм).
3. Рельс длиной 300…400 мм.
4. Двутавр №№ 12…16.
5. Уголок № 30…50.
6. Втулка от подвески автомобиля (она может иметь износ).
7. Трубы диаметром 40…70 мм.
8. Пружина подвески легкового автомобиля, например, от ВАЗ.

Перед началом работы прорисовывается эскизный проект. Некоторые умельцы освоили программы инженерного проектирования, с помощью которых могут проработать детали будущего изделия. Подробности изготовления показаны ниже.

Примерная схема поможет сориентироваться в процессе изготовления установки.

Из швеллера изготавливается опора. К ней приваривают стойку. Для стойки лучше всего использовать двутавр. У этого вида проката высока жесткость. При длительных нагрузках изогнуть такой элемент довольно сложно.

Чтобы обеспечить устойчивость основанию, к нему приваривают укосины. Дополнительно из имеющихся труб создают упоры, они предотвратят возможное падение всего изделия.

Из швеллера вырезается опора для пружины. В ней пропиливается квадратное отверстие. Оно позволит в дальнейшем надежно зафиксировать элемент на стойке.

Высоту установки опоры определяют по длине имеющейся пружины. Попутно ориентируются на высоту всего дровокола, а также удобство использования его для человека. Удобно приподнимать груз, расположенный на высоте пояса. Приподнимать придется немного выше уровня груди.

Все эти размышления позволят выбрать высоту установки опоры для пружины на стойке.

Из уголков изготавливают укосины. Они будут удерживать опору. Тогда при динамическом нагружении дровокола не будут происходить смещения опорной поверхности.

Чтобы зафиксировать нижний конец пружины, нужно изготовить цилиндрический фиксатор. Для его изготовления используется небольшой отрезок трубы. Желательно, подобрать трубу по внутреннему диаметру пружины. Тогда она не будет смещаться в процессе работы.

В верхней части стойки выполняется прорезь. В нее устанавливают втулку. Затем ее проваривают. При монтаже нужно выдержать перпендикулярность к стойке. Ось втулки должна быть параллельной земле. Для сварки используют кондуктор, который позволит выполнить указанные условия.

Во втулку устанавливают вал. К нему приваривают коромысло (используется швеллер). На нижней части коромысла монтируют небольшой фрагмент трубы. В нем будет фиксироваться верхняя часть пружины.

Чтобы коромысло перемещалось свободно, в нем прорезается окно, его размеры зависят от параметров стойки.

К коромыслу приваривается профильная труба. На ее конец устанавливают зубило. Эти инструменты изготавливают из углеродистой стали У9…У10. Твердость такого металла составляет HRC 60…63. Такой инструмент прослужит долго. В процессе эксплуатации его несложно заточить с помощью УШМ и заточного круга.

Дровокол обретает рабочий вид. Выше зубила приваривают груз (часть рельса). Для удобства использования приваривается рукоятка. Чтобы меньше повреждать руки, надевают резиновые элементы. Они погасят вибрацию при ударах.

Для работы потребуется установить обрезок бревна большого размера. На него будут устанавливать поленья, которые придется разрубить.

Чурбак придерживают одной рукой. Приподнимают колун, а потом наносят удар.

Колун опускается вниз. Находящийся снизу фрагмент раскалывается. Зубило опускается ниже. Если происходит полное раскалывание, то острие ударяется в деревянную опору и не тупится.

История дровокола. Несколько слов об эволюции инструмента

Самый трудоемкий этап всего процесса заготовки дров – это раскол чурок. И для этого как раз используется такой инструмент, как дровокол. На Руси дровоколом называли человека, рубящего дрова для печи колуном или топором. Безусловно, в возрасте 20, 30 или 40 лет мужчина легко с этим справляется. Хорошенько замахнуться, сильно ударить – и все дела! Но годам к 50 даже человеку, с детства приученному к физическому труду, уже нелегко махать колуном, а потому и возникла необходимость в приспособлении для колки дров, способном облегчить труд.

Сегодня обзавестись дровоколом легко. Его можно купить в магазине (подобные инструменты производятся многими компаниями), но у рядового сельского жителя далеко не всегда есть средства на его приобретение.

В таком случае остается один выход – сделать это полезнейшее приспособление своими руками, благо фотографий самодельного дровокола в Интернете можно найти великое множество.

Обратите внимание! Механические дровоколы бывают различных типов – ручные, пружинные, конусные. Однако все они значительно облегчают труд (в большей или меньшей мере).

Организация производственного процесса

После изготовления дровокола придется заниматься колкой дров. Чтобы работа выполнялась легко, необходимо правильно организовать производственный процесс.

Напиленные фрагменты нужно расположить с одной стороны. Чтобы меньше уставать, расстояние должно быть всего два-три шага.

Нарубленные поленья желательно укладывать на тележку. Объем тележки небольшой, в нее поместится не более 30…40 кг дров.

После наполнения их нужно отвозить и укладывать на поленницу. Пока нарубленные дрова перевозятся к месту хранения, можно отдохнуть от основной работы. Смена занятий – это тоже отдых.

Видео: механический дровокол своими руками или как собрать дровокол.

Преимущества и недостатки использования дровокола

Перед изготовлением любого агрегата своими руками, стоит задаться вопросом, так необходим ли он в хозяйстве. Покупка или самостоятельное изготовка устройства потребует немало финансовых затрат и усилий, необходимо взвесить все достоинства и недостатки. К плюсам устройства относятся.

1. Физические нагрузки на человека. Оператор машины лишь производит загрузку, контролирует процесс, основную физическую работу выполняет механизм дровокола.
2. Устройство, которое включает в себя электропривод быстрее справится с поставленными задачами, нежели производить работы вручную.
3. Удобное использование сохраняют здоровье и физическую силу.
4. Простота эксплуатации, отсутствие применения физической силы дают возможность использовать механизм всем типам людей.

Применение дровокола

Недостатков при эксплуатации заметно меньше, но все-таки они присутствуют, как и у каждого устройства.

1. Сложная конструкция некоторых моделей. Для более равномерного полено в конечном результате используется гидравлический дровокол. Изготовить в домашних условиях своими рукам такой механизм накладно и отнимет достаточно времени.
2. Высокая стоимость готовых конструкций. Покупка готового дровокола сэкономит время на изготовку, однако стоимость некоторых моделей настолько высока, что не оправдывает себя при процессе использования.

Необходимо понимать, что для небольшого участка покупка оборудования не целесообразна. Имея четкое предназначение и постоянную реализацию дров стоит задуматься о покупке или изготовке своими руками дровокола.